气体吸收讲稿

16.7换热器换热器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。化工生产中，换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用甚为广泛。由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同，故换热器的类型也是多种多样。根据冷、热流体热量交换的原理和方式根本上可分为三大类：混合式、蓄热式、间壁式。6.7.1直接接触式〔混合式〕在这类换热器中，冷热两种流体通过直接混合进行热量交换。在工艺上允许两种流体相互混合的情况下，这是比拟方便和有效的，且其结构比拟简单。直接接触式换热器常用于气体的冷却或水蒸汽的冷凝。6.7.2蓄热式蓄热式换热器又称为蓄热器，它主要由热容量较大的蓄热室构成，室中可填耐火砖或金属带等作为填料。当冷、热两种流体交替地通过同一蓄热室时，即可通过填料将得自热流体的热量，传递给冷流体，到达换热的目的。这类换热器的结构简单，且可耐高温，常用于气体的余热及其冷量的利用。其缺点是设备体积较大，而且两种流体交替时难免有一定程度的混合。6.7.3间壁式这一类换热器的特点是在冷热两种流体之间用一金属壁〔或石墨等导热性好的非金属〕隔开，以使两种流体在不相混合的情况下进行热量交换。由于在三类换热器中，间壁式换热器应用最多，因此下面重点讨论间壁式换热器。〔1〕夹套式换热器既结构窗：夹光套装示在容怖器外顺部，婆在夹夜套和经容器斑壁之洽间形希成密碧闭空玻间，责成为非一种杨流体邮的通止道。向优点阿：结翅构简吐单，汗加工蠢方便施。棵缺点姨：传渣热面业积A处小，鱼传热榨效率邻低。校用途息：广尚泛用雕于反令应器植的加素热和劝冷却调。絮为了骡提高寿传热为效果皂，可饶在釜废内加斤搅拌倚器或累蛇管斥和外尝循环冲。蹦〔2杀〕沉岁浸式今蛇管阅换热兰器葡结构筑：蛇桃管一蹦般由愚金属浙管子枯弯绕坛而制幼成，遵适应晓容器侨所需兆要的起形状深，沉呢浸在顺容器些内，阔冷热躺流体窝在管晌内外控进行帮换热跪。深优点咏：结稍构简缩单，盗便于颗防腐嘱，能御承受割高压顷。咳缺点亭：传网热面滥积不菜大，殖蛇管渔外对吧流传输热系缸数小屿，营为了湾强化迷传热页，容男器内栽加搅手拌。暖〔3魂〕喷稠淋式刑换热亭器寨结构苏：冷船却水犁从最前上面抱的管灵子的葵喷淋倦装置随中淋公下来笑，沿词管表楚面流呈下来良，被吹冷却溪的流享体从腔最上捆面的肠管子纳流入补，从社最下驶面的仔管子充流出献，与唯外面镇的冷男却水虾进行带换热翁。在锈下流颈过程幅中，舱冷却换水可饱收集千再进圾行重秋新分释配。充优点捕：结贯构简填单、关造价前廉价壶，能诞耐高紫压，漆便于流检修避、清照洗，疗传热浪效果遇好。谨缺点趋：冷锦却水甲喷淋丘不易羽均匀如而影想响传朱热效搭果，珠只能殃安装孩在室盒外。五用途圣：用杀于冷欺却或假设冷凝且管内捏液体恶。蛾〔4本〕套陈管式病换热希器票结构打：由闹不同悔直径闻组成穴的同瞎心套壤管，饺可根扎据换忆热要都求，新将几陶段套旦管用敞U形旁管连各接，读目的秀增加华传热帽面积劣；冷猎热流欧体可提以逆捐流或疤并流手。仇优点帜：结今构简串单，刊加工例方便虏，能内耐高凭压，在传热伟系数怕较大青，能诞保持市完全舰逆流网使平康均对拐数温翁差最球大，鲁可增饭减管梅段数佣量应童用方灿便。育缺点潜：结物构不蚁紧凑炕，金姓属消路耗量宁大，业接头其多而控易漏呀，占背地较艳大。烛用途么：广替泛用誓于超欧高压匹生产五过程类，可钓用于菌流量唐不大挽，所怖需传育热面粱积不割多的损场合介。耀〔5误〕列禽管式仓换热平器〔件管壳发式换植热器摧〕志列管恐式换励热器俗又称疯为管催壳式迅换热受器，安是最抹典型黎的间寸壁式袖换热觉器，皮历史毛悠久京，占倘据主维导作基用。域主要密由日壳体定、管摸束、旦管板悲、折俭流挡稠板和弟封头汗等组栋成善。一忽种流请体在艘管内隐流动乏，其阿行程件称为置管程散；另赚一种耍流体横在管拳外流欧动，块其行跌程称劲为壳高程。河管束琴的壁绢面即久为传舅热面宪。铃优点汪：单谱位体到积设止备所效能提餐供的昆传热挠面积啦大，逆传热攀效果嗽好，我结构些巩固程，可天选用痰的结包构材领料范亮围宽隔广，湾操作拜弹性丈大，沟大型乡装置简中普限遍采运用。刻为提议高壳答程流笔体流反速，净往往药在壳窜体内书安装洁一定相数目刘与管虏束相绕互垂誉直的阻折流皇挡板甩。折零流挡段板不然仅可悉防止执流体瑞短路售、增消加流授体流郊速，安还迫印使流伞体按练规定活路径赏屡次余错流驶通过灵管束届，使非湍动坟程度忍大为嫂增加倘。叙常用鸽的折怜流挡尿板有批圆缺轧形和壁圆盘世形两笑种，拦前者之更为水常用穴。绣壳体粱内装波有管鸭束，奔管束仆两端员固定希在管争板上碑。由瓶于冷墨热流梢体温术度不籍同，疏壳体逢和管驼束受坝热不泼同，储其膨还胀程译度也洪不同赖，如违两者吴温差梦较大旗，管澡子会皮扭弯械，从蛇管板交上脱乖落，剪甚至沾毁坏捞换热另器。勒所以泼，否列管既式换诱热器浮必须钉从结径构上截考虑术热膨堤胀的萍影响荷，采御取各菠种补裂偿的分方法畜，消焦除或合减小线热应猛力宴。三根据诞所采纵取的听温差圾补偿胁措施创，列冤管式依换热湿器可崭分为残以下共几个擦型式特。绕〔1旗〕固酒定管冒板式优壳体魂与传读热管菊壁温顽度之员差隙大于赖50债C，音加载补偿养圈，卷也称健膨胀广节裳，糊当壳付体和妹管束远之间骄有温店差时动，依佛靠补赖偿圈戏的弹指性变谁形来锁适应男它们氏之间惭的不炭同的词热膨淋胀。意特点考：结诱构简义单，授本钱贫低，捉壳程抚检修悼和清摆洗困下难，扫壳程妖必须轻是清馒洁、向不易谨产生抢垢层旧和腐更蚀的场介质所。前〔2交〕浮靠头式奔两端篇的管哥板，昼一端订不与似壳体峡相连午，可陈自由涛沿管乞长方妄向浮预动。座当壳孕体与绳管束度因温指度不抢同而端引起萌热膨隙胀时卫，管惜束连夕同浮农头可史在壳衣体内两沿轴妥向自眠由伸危缩，浆可完异全消循除热蜜应力胶。装特点零：个结构廊较为剪复杂稻，组本钱袭高躁，端消除侄了温径差应芒力，振是倾应用鹿较多姜的一百种结焰构形康式。自〔3荡〕U疯型管并式右把每锐根管识子都勉弯成袄U形光，两棋端固愿定在兄同一半管板瞎上，俊每根火管子价可自咸由伸达缩，歌来解梅决热防补偿德问题聪。盟特点诞：结揪构较挽简单懂，管往程不坝易清任洗，灰常为偿洁净宣流体拍，适刷用于养高压贼气体啊的换海热。涨6.蒜7.昨4阵管壳熊式换搂热器誓的设县计和违选用仪〔1阅〕设志计和陷选用序时应悉考虑芹的问筛题盒除了凡前面厕讲过圣流体斜的流粘向，雨流速榨和流挡体出愿口温筝度的秋选择创外，套还应呼考虑补：泪①唯冷即热流数体流六动通尾道的展选择茂a、蹦不洁姑净或笨易结常垢的装液体沸宜在序管程遣，因廊管内蹦清洗骨方便搬，但警U形玩管式食的不越宜走袍管程臣；桥b、紫腐蚀情性流爷体宜侄在管氧程，干以免攻管束竖和壳宣体同存时受鹿到腐鼓蚀五；励c、糟压力梁高的摇流体双宜在某管内贿，以纯免壳脖体承待受压砖力醉；镰d、册饱和见蒸汽却宜走洞壳程享，饱险和蒸教汽比潜较清誉洁，舱而且格冷凝遵液容慈易排晓出幻；防e、凯被冷柏却的梳流体另宜走霜壳程番，便加于散围热；泉f、薯假设两功流体育温差滤大，脾对于属刚性扁结构确的换站热器汁，宜债将给泪热系陆数大早的流穗体通魔入壳躺程，锤以减肢小热式应力穗；岂g、至流量书小而利粘度吊大的孤流体路一般隔以壳骨程为芬宜识，因引在壳晶程你即可此到达冻湍流垃。但啊这不微是绝咽对的胸，如蜻果流服动阻沾力损姨失允停许，叨将这亮种流剑体通桌入管堤内并洞采用师多管制程结肉构，寸反而舞会得清到更傅高的枯给热胖系数狂。室以上两各点只常常赶不可遥能同楚时满烦足，衬而且拒有时顽还会区相互竞矛盾恭，故桂应根宵据具屡体情齐况，商抓住坡主要气方面军，作睬出适起宜的映决定片。损②家流动唐方式悔的选司择肺除逆另流和膛并流迎之外新，在舞列管蛾式换贯热器麻中冷疯、热度流体粮还可芦以作寸各种娃多管荡程多特壳程装的复岂杂流务动。纳当流坦量一袜定时么，管挥程或亚壳程鹊越多文，刻对流擦传热笔系数丝越大狮，对额传热疑过程咸越有疲利。喘但是悲，采胡用多观管程煎或多晃壳程鉴必导醋致流购体阻月力损泳失，判即输骂送流吵体的夫动力火费用锈增加枝。因表此，祝在决罢定换占热器接的程彼数时申，需苹权衡茅传热兔和流竖体输伶送两况方面怕的损惰失。竭当采蓝用多登管程级或多嫁壳程阅时，高列管拒式换值热器美内的筛流动否形式百复杂馅，对担数平小均值栗的温搜差要男加以奔修正灵。杜③叮换身热管沾规格端和排诊列选购择棒换热元管直准径越驶小，畏换热校器单筛位容属积的袄传热生面积尾越大部。因转此对舱于洁痰净的渐流体职管径俱可取引得小台些。么但对纷于不林洁净排或易舱结垢柳的流刘体，落管径史应取膜的大臭些，期以免絮堵塞茧。为环了制恐造和膨维修驱的方草便，者我国侍目前垄试行诞的系坝列标幅准规骡定采腐用莫19凶×旬2m村m膏和各25艘×吧2.印5m鸭m秘两种粘规格僚，管嫌长有汗1.许5膝、陆2.半0根、弃3.纪0寨、榨6.裳0m孩，扛排列坦方式映：正券三角余形、付正方陆形直纵列和盲错列纠排列遗。伴各种我排列茎方式议的优错点：李④俱折流焰挡板志安装拿折流流挡板贫的目纯的是悦为提霸高找壳程炮对流纸传热今系数讽，为激取得套良好膛的效还果，乳挡板派的形星状和约间距汁必须著适当推。兆对圆唉缺形师挡板桌而言练，弓液形缺丢口的恢大小韵对壳巩程流融体的挥流动脆情况牙有重牵要影途响。冶由图腔可以耻看出吉，弓敏形缺陆口太昏大或蒜太小脊都会讨产生收"死所区"怜，既拉不利黑于传耍热，浊又往鹿往增四加流哀体阻玻力。薄挡板部的间径距对杰壳体肚的流河动亦脸有重趟要的披影响评。间锡距太克大，牵不能心保证耽流体杨垂直阀流过唉管束利，使吉管外恭外表振传热龙系数耳下降秒；间智距太局小，缘不便磁于制欺造和蜘检修誓，阻梳力损他失亦丧大。炒一般等取挡畜板间顶距为绑壳体独内径玻的0寿.2衣～1拘.0愚倍。宇a.推切除缓过少乌b.馆切除握适当堤c.臂切除零过多险挡板半切除枪对流付动的萌影响计〔2匀〕管剩壳式勒换热储器的喘给热抓系数躬给热色系数局包括乎管内冻流动辟的给维热系加数和院壳程苹给热嫌系数敌，管骡内流熄体的藏给热悲系数棕前面辞已经随学过挎，而顷壳程笋的给逝热系费数与欠折流智挡板过的形登状、页板间棕距，笨管子什的排娘列方草式、劫管径跨及管线中心描距等适因素央有关写。有壳程玉中由盆于设怀有折遥流挡疾板，韵流体铁在壳招程中袍横向跃穿过经管束束，流邪向不博断变镰化，生湍动睁增强潜，当眉即可侄到达烟湍流急状态材。员〔3影〕流浇体通扭过换叨热器开的阻材力损贪失训①箩管圣程阻翻力损放失亭包括荐各程悉直管茎阻力弟损失容、回阴弯阻冤力损莲失印及换沫热器式进出乐口阻趋力损裕失樱构成缎，其序中腊可忽杨略不狮计。怒式中挎缺——筋管宵程结犯垢校孝正系盖数，套对三政角形滋排列遥取1筑.5要，正榆方形倾排列撑取1押.4糟；没——贩管程抗数；皮式中样随槐——畜换热燥管长债度，召m；浓〔盐包括鸣回弯国和进筐出口绢局部但阻力遣及封尤头内怎流体藏转向宰的局跳部阻蔽力之亲和，夏取阻趴力系兔数为悦3〕严管程企阻力酱损失难也可隙写成假设由于巡，所辆以那么。醒对同痰一换搭热器中，假设祖单程略改为街双程持，阻男力损坑失剧搭增为型原来着的8投倍，牢而给闷热系恋数只赔增为春原来历的1钞.7论4倍未，因南此在趣选择演换热液器管挽程数颂时，位应该戏兼顾棋传热得与流陆体压计降两桌方面均的得颂失。斥②牺壳粮程阻浓力损哲失耕壳程渡由于妙流动旗状态警比拟类复杂喜，结弱构参诸数较午多，汉提出封的公猎式较缝多，雅但可颤归结减为牲不同誓的计抢算公创式，基决定嘉和饱的方牛法不屠同，守计算己结果糖往往已不一灶致。始〔4诊〕对眉数平宣均温设差的举修正微前面现学过通的对孔数平乞均温砌差绞仅适家用于歼纯并溜流或申纯逆框流的鹊情况输，当侄采用鸟多管氧程或怜多壳链程时楼，由掘于其恐内流毫动形河式复乞杂，乳平均荒推动直力克的计充算式寇相当傍复杂腐。为悼了方傍便，饼可将窑这些励复杂窃流型业的平胳均推罪动力岗的计凡算结死果与速进出尊口温仆度相马同的漫纯逆同流相揉比拟扶，求矛出修披正系距数道，即天其中忽的求闯法为壶：亩根据猛，莫值由拼图查逗出各控种情跃况的膝值。撤在设贞计时涂注意翁应使机>0狂.8搭，为许什么娘？畜因为狗①怕经济描上不司合理掘；宜②馅操作聪温度佩略有辫变动揭，那么载下降嫩很快缘，使族操作肯不稳腾定。战〔5耕〕管徒壳式非换热土器的波设计弃和选控用步狐骤涂①焰由培赛条件名计算开传热练量及置逆流论平均遇温差非由上侍式可卧知，排要求揭，必岗须知倦道投，颈；而缎和弦那么是深由传时热面累积迹的大便小和喇换热融器结主构决往定的花。因股此，斩在冷虽、热袖流体南的流住量及缴进出竟口温勤度已叫知的申条件蹈下，蒙选用露或设胶计换术热器眠必须榜通过夹试差无计算杂。拼②尘初茅选换崇热器股的尺挽寸规绵格砍a、牛初步篮选定划流体缴流动掏方式勺，由帖冷热亭流体外的进两出口涨温度连计算倾温差快修正奴系数哲，应幅使骡>0牛.8畜，否撕那么应返改变咬流动巡方式岛，重偶新计隐算；种b、购依据扮经验盼估计阀总传蔬热系丙数尚，估砖算传佣热面铲积喉；抗c、画根据掉，根抱据系窗列标骂准选芳定换剑热管扑的直完径、日长度惜及排央列；般如果豆是选星用，馅可根析据早在系队列标何准中堪选用置适当猴的换抄热器邀型号迎；时③唉计督算管封程的趁压降甩和给或热系片数；夺a、掌根据近经验墓选定岂流速妄，确卸定管妈程数蹈目，象并计芽算管惠程压澡降残，假设押>衡，必袋须调侄整管汉程数幕目重最新计贫算。校b、贼计算轨管内方给热适系数召，假设煎<卖，那么佩应改价变管呜程数硬重新菠计算污；假设名改变霉管程爽数使采>狸，那么唉应重究新估栽计氏，另偶选一扮换热扁器型恰号进尖行试腰算。珠④第计谨算壳员程压挪降和丧给热及系数泛；绩a、逢根据义流速可范围查确定爆挡板武间距邮，并没计算奋壳程较压降妄，假设著>慈，可肚增大估挡板俘间距童。究b、逐计算丈壳程壁给热挺系数获，假设自太小文可减孤小挡呀板间诱距。腥⑤镰计沟算传赖热系俯数，查校核勿传热革面积竭。雹根据杏流体漏性质砖选择弄适当平的垢陈层热传阻医R抄，由经R菠、箩、盗计算贡，再共由传潜热基耕本方玉程计责算橡。当付小于咽初选瞧换热菊器实稻际所丝具有颜的传浩热面多积饱，那么刚计算勒可行放。考殿虑到障所用洪换热廉器计冶算式断的准井确度椅及其套他未凭可预塘料的收因素愉，应泥使选际用换逗热器教面积聚有1就5%桑~2柜5%期的裕迈度，省即畅/卸=1傲.1拉5~慢1.普25辱，否宏那么应腹重新款估计同一个庭，重移复以浩上计虹算。究6.柜7.旗5勉传热亲过程难的强螺化措熄施符壤眨由众，要萝增大炉热流舞量袋可通验过提野高曾，增盾大痰，增输大须来达蛾到。劳〔1窑〕斤增大宰传热便平均漆温度庆差罪①军两侧柳变温仍情况肿下，披尽量弓采用均逆流困流动分；宏②欣提傲慢加热判剂拳T腊1饭的温扫度〔吵如用陵蒸汽持加热埋，可矿提高靠蒸汽翼的压砌力来盛到达宪提高洽其饱浓和温钩度的府目的紧〕；拉降低痒冷却者剂艳t兴1仓的温拴度。弦利用欲来强稍化传批热是殃有限娘的。未〔2肌〕纤增大搞总传肉热系锋数聋①限尽可析能利陡用有疮相变悬的热狱载体菊〔佛大〕兼；脉②甚用通大的断热载境体，蜘如液尽体金弄属N惯a等毁；坐③物减小钞金属锈壁、羊污垢长及两蹄侧流馆体热者阻中本较大筑者的汉热阻投；慢④纸提高桂较小幕一侧晌有效铃。化提高佛的方款法拒无相倘变传年热：狱1〕语增大嘴流速安；臭2草〕突管内谦加扰窄流元谎件；产3沸〕意改变信传热剃面形唤状和威增加荷粗糙默度赖。刘〔3呆〕掀增大庸单位参体积苦的传示热面殊积党A哪/迹V绿①圆直接秧接触努传热底：可没增大恢A拴和湍芝动程蓬度，拜使慌Q连；坟②熟采用吉高效稻新型泊换热巴器。纯在传货统的稳间壁钳式换能热器屑中，导除夹葵套式券外，伞其他处都为乓管式摊换热无器。专管式葱的共扛同缺动点是雅结构童不紧暑凑，逮单位犯换热忙面积突所提蒸供的宝传热衔面小立，金盆属消老耗量键大。姑随工平业的蹲开展忧，陆牲续出厚现了博不少纯的高秆效紧润凑的洽换热滑器并蜂逐渐谨趋于殿完善护。这赖些换融热器饥根本粥可分苦为两厌类，秩一类际是在袖管式诚换热本器的指根底糕上加珠以改玻进，熄另一与类是篮采用书各种绸板状围换热像外表寄。萌如图岸所示介几种锅强化师传热鉴管和逐板翅船式换按热器眯的翅恰片。你(a旗)光州直翅添片前拐它飘棵肝抓薯(b役)圈锯齿码翅片烛度室(蒙c)敬多孔竟翅片锣6.缝7.迷6庙换热矿器的圾强化乱和其按他类偏型闸咳庭由前货面的冒我们浅已经祸知道念，赌，要傅增大财热流多量衬可通圆过提苗高弓，增姓大陕，增幕大示，那透么对费换热钟器进搜行怎案样的经改造者或设松计能永到达扯提高伴，增厅大舌，增浴大愿，从臭而实驼现强泊化传喷热的税目的贡呢？屑〔1优〕板逗式换睬热器瘦①司平板敌式换仓热器朽板式挡换热圾器早叫在2景0世钩纪好20箩年代烈开始还用于粗食品秀工业闪，5三0年海代逐萍渐用度于化清工及炼其相武近工碍业部讨门，未现已稍开展网成为腰一种搬传热厚效果雕较好铁，结僻构紧谊凑的早化工炭换热胆设备部。世主要尸由一晒组长笑方形别的薄预金属养板平弄行排内列构供成，饰用够框架女夹紧总组装简在支症架上把。肺两相铅邻流席体板叫的边设缘用包垫片底压紧汉，达茫到密恩封的母作用挣，四散角有翁圆孔复形成够流体展通道坑，冷炕热流所体在密板片盛的两星侧流兽过，回通过下板片帐换热沃。板稻上可模被压恶制成欲多种泳形状挖的波搁纹，凝可增丽加刚武性；完提高衫湍动凝程度秆；增醋加传肉热面余积；易易于长液体舰的均理匀分基布。搞优点四：传漆热效剩率高衬，总尘传热报系数均大，侵结构鄙紧凑姨，操屋作灵亩活，陶安装姨检修旱方便扩。住缺点勾：耐尸温、欲耐压膊性较催差，斧易渗胆漏，赢处理货量小贷。臭②控螺旋扒板式斥换热知器赞螺旋筹板式讲换热倍器主锈要由阅两张赞平行吉的薄到钢板偷卷制三而成易，构兆成一演对互虾相隔那么开的膝螺旋露形流精道。慨冷热脂两流怜体以骗螺旋植板为舍传热遥面相极间流私动，厦两板奴之间概焊有去定距垮柱以疤维持恢流道肉间距注，同剑时也宏可增修加螺位旋板撤的刚舰度。贤在换剪热器候中心荡设有婆中心逗隔板察，使券两个住螺旋对通道争隔开句。在弯顶、牛底部晓分分芒别焊鸟有盖尖板或连封头甘和两嘴流体石的出兽入接膨管。觉优点牢：络结构屈紧凑坦，抚传热俊效率镇高，来不易绞堵塞蚀，结苹构紧先凑A沉/V净大，乏本钱鹿较低换。毒缺点膝：操破作压颈力、田温度逗不能这太高袍，螺绵旋板吐难以去维修电，齿流体眠阻力陶较大兵。晕③躲板翅汇式换六热器荐板翅童式换办热器窑是一悔种传理热效顽果好叙，更脸为紧酬凑的徒板式鼻换热区器。僵过去渔由于名焊接类技术伸的限概制，黄制造陵本钱抽较高返，仅搁限用津于宇牧航、思电子品、原舞子能匀等少钞数部送门，针作为磨散热海冷却声器。迫现已坏逐渐膏在石叶油化将工、由天然险气液喂化、轨气体赤别离什等部丝门中贼应用承获得吊良好籍效果难。盘板翅析式换朵热器势的基童本结牢构，旅是由卡于平轿隔板钓和各幕种型首式的乱翅片蜘构成鬼板束哈组装粉而成帖。如册图所消示，廉在两僵块平慨行薄扰金属旦板〔搁平隔微板〕吵间，夫夹入墨波纹婶状或轮其他摊形状扔的翅霞片，砌两边剪以侧乐条密复封，取即组估成为员一个国单元势体。倡各个娘单元艰体又情以不梨同的雨叠积绸适当输排列型，并铲用钎棍焊固累定，蛙成为摘常用询的逆抵流或健错流滚式板拦翅式横换热